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Introducción a la Domótica 2-1

Sistema Domótico

2 INTRODUCCIÓN A LA DOMÓTICA

Comenzaremos dando una panorámica de esta nueva tecnología, la domótica, para comprender su estado actual de desarrollo y la forma en que se puede aplicar en función de las necesidades de cada usuario. Hoy día existe una gran variedad de sistemas comercializados, y es importante saber cuál o cuáles de ellos aplicar para construir edificios que no queden obsoletos en un corto periodo de tiempo.

2.1 INTRODUCCIÓN

Desde el punto de vista etimológico, la palabra domótica fue inventada en Francia (país pionero en Europa) y está formada por la contracción de “domus” (vivienda) más automática. Ha habido cierta polémica en lo referente a la idoneidad de su denominación, puesto que el objeto de esta disciplina no es únicamente la vivienda, sino cualquier tipo de edificación. Además, la domótica va más allá de la automatización de un edificio, integrando su control con el uso que se hace de él. En cualquier caso, el uso de este término se ha extendido ampliamente, a pesar de que en los comités de normalización, como AENOR, se ha optado por prescindir del mismo por las razones expuestas.

Se pueden distinguir tres sectores distintos dependiendo del alcance de aplicación de esta tecnología:

Domótica, para el sector doméstico. Inmótica, para el sector terciario e industrial (residencias, hoteles, zonas

comunitarias, etc.). Urbótica, para las ciudades (control de la iluminación pública, gestión de

semáforos, telecomunicaciones, medios de pago, etc.).

Para definir una vivienda domótica hay que tener en cuenta al menos dos puntos de vista: el del usuario y el punto de vista técnico.

Desde el punto de vista del usuario, una vivienda domótica es aquella que proporciona una mayor calidad de vida a través de las nuevas tecnologías, ofreciendo una reducción del trabajo doméstico, un aumento del bienestar y la seguridad de sus habitantes, y una racionalización del los distintos consumos. Todo ello teniendo en cuenta la facilidad de uso para todos los inquilinos, aún cuando alguno de ellos presente alguna discapacidad o deficiencia. Desde el punto de vista tecnológico, es aquella en la que se integran los distintos aparatos domésticos que tienen la capacidad de intercomunicarse entre ellos a través de un soporte de comunicaciones, de modo que puedan realizar tareas que hasta ahora se venían haciendo de forma manual.

Figura 2.1: Hogar Digital


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Inicialmente, una instalación domótica usaba sensores y actuadores que se unían, con una arquitectura centralizada, a un autómata o controlador que acaparaba toda la inteligencia que se exigía a la vivienda. Casi siempre eran sistemas propietarios, pocos flexibles, que hacían difícil y muy costoso el aumento de las prestaciones.

Desde hace pocos años, gracias a la bajada de los precios del hardware electrónico, es posible construir sensores y actuadores con inteligencia suficiente como para implementar "una red de área local" de control distribuido. Con una arquitectura distribuida y apoyándose en tecnologías o estándares como el X-10 (que usa transmisión de corrientes portadoras), el EIB (Bus de Instalación Europeo), el LONWORKS (Local Operating Networks o Redes de Operación Local), entre otros, la domótica ha ganado en facilidad de uso e instalación, en flexibilidad, en modularidad y en interconectividad a la vez que ha reducido su coste, y ampliado el abanico de productos, de fabricantes y de instaladores que trabajan en este campo.

Por otro lado, gracias a Internet, están apareciendo multitud de fabricantes y proveedores de servicios que están desarrollando nuevos productos y servicios que combinan lo mejor de Internet (bajo coste, amplia difusión, presentación Web y WAP) con tecnologías de redes de datos y control asequibles y estandarizadas.

En este punto, hay que comentar que las Pasarelas Residenciales y el acceso a Internet de banda ancha (Always-On), juegan un papel muy importante:

Las pasarelas serán las encargadas de adaptar los protocolos y los flujos de datos de las redes externas de acceso (Internet) a las redes internas de datos y control de la vivienda. Permitirán que varios PCs compartan ficheros, impresoras y acceso único a Internet, a la vez que adaptan los datos de las redes de control de la vivienda a los protocolos típicos de Internet. Además actúan como cortafuegos. Estas pasarelas residenciales permitirán ofrecer al propietario de la vivienda no sólo Teledomótica, sino además entretenimiento (descargas de audio y video), interfaces para el comercio electrónico, alarmas médicas y cuidado de personas discapacitadas, entre otros. Se estudian con más detalle en el apartado 2.3.2.

Figura 2.2: Escenario de la Pasarela Residencial


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El acceso a Internet de banda ancha (Always-On) aporta la conexión permanente de la vivienda a las redes públicas de datos. Los propietarios podrán telecontrolar las viviendas casi en tiempo real, recibir correos electrónicos o mensajes en los móviles cuando sucedan eventos o alarmas.

Una de las principales ventajas, es la gama de opciones que la domótica abre para facilitar la vida de personas mayores o con sus capacidades físicas, sensoriales o mentales disminuidas, tanto temporal como permanentemente.

2.2 ASPECTOS DE LA DOMÓTICA

El conjunto de servicios que ofrece la domótica dentro del hogar están dirigidos a la gestión de cuatro funciones básicas: confort, seguridad, energía y telecomunicaciones, aunque en muchos aspectos estas funciones se pueden solapar. Al realizar una instalación, la proporción de la inversión realizada en cada uno de los apartados dependerá de cuál vaya a ser la finalidad del edificio o residencia.

Figura 2.3: Funciones básicas en las instalaciones domóticas

2.2.1 CONFORT

El concepto de confort va dirigido principalmente a las instalaciones CVC (climatización, ventilación y calefacción), auque se incluyen en este campo todos los sistemas que contribuyan al bienestar, la comodidad así como a la reducción del trabajo doméstico.

Entre los sistemas destinados al confort cabe destacar, además de las instalaciones CVC:

• Control por infrarrojos o RF de distintos automatismos. • Control local y remoto de la iluminación. • Automatización de riego de jardines.

Figura 2.4: Control remoto

• Apertura automática de puertas. • Centralización y supervisión de todos los sistemas de la vivienda. • Accionamiento automático de sistemas como toldos y persianas, en base a datos del entorno (tormenta, viento, etc.).


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• Información de presencia de correo en el buzón. • Programación de estilos de vida. • Encendido y apagado remoto de electrodomésticos.

2.2.2 CONTROL ENERGÉTICO

La finalidad es satisfacer las necesidades del hogar al mínimo coste. Se pueden distinguir tres aspectos diferenciados:

• Regulación: con la que se pueda obtener la evolución del consumo energético de la vivienda o edificio. • Programación: para programar distintos parámetros como temperatura según horarios, días de la semana, mes, etc. • Optimización: el aprovechamiento de la energía y reducción de su consumo, es uno de los apartados más importantes en la instalación de un sistema domótico, puesto que revierte a medio y largo plazo en su amortización, además de estar muy ligadas al concepto de confort. Las acciones destinadas a reducir el consumo son del tipo:

Aprovechamiento de las franjas de tarificación de valle para hacer trabajar aquellos equipos que lo permitan (tarifas nocturnas).

Detección de fuentes de pérdidas en sistemas de climatización (suspensión del funcionamiento en estancias donde se detecten ventanas abiertas).

Reducción del consumo para climatización en ausencia de individuos en las estancias mediante la detección automática de presencia.

Actuación sobre automatismos de persianas para el aprovechamiento de la luz solar.

2.2.3 SEGURIDAD

Actualmente, es la función más desarrollada, y puede integrar múltiples aplicaciones, especialmente si se encuentra integrada dentro de un sistema domótico. Se puede dividir en seguridad en personas y seguridad de bienes.

En la seguridad de personas se incluyen tareas como:

• Alumbrado automático en zonas de riesgo por detección de presencia. • Desactivación de enchufes de corriente para evitar contactos. • Manipulación a distancia de interruptores en zonas húmedas. • Detectores de fugas de gas o de agua que cierren las válvulas de paso a la vivienda en el caso de producirse escapes.


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• Alarmas de salud. En el caso de personas con necesidades especiales (ancianos, personas discapacitadas) se disponen pulsadores cuya activación genera un aviso a una central receptora, un familiar o un hospital para solicitar ayuda sanitaria urgente.

En cuanto a la seguridad de bienes se refiere, las funciones principales son:

• Avisos a distancia. En ausencia del usuario se emiten avisos en caso de alarma, (bien acústicos o telefónicos). • Detección de intrusos. Incluye la instalación de diversos sensores:

Sensores volumétricos para detección de presencia.

Sensores de hiperfrecuencia para cristales rotos.

Sensores magnéticos para apertura de puertas y ventanas.

• Simulación de presencia. Figura 2.6: Seguridad • Alarmas técnicas:

Detección de incendios.

Detección de fugas de agua y gas.

Ausencia de energía eléctrica.

Control de C.C.T.V. Figura 2.6: Cámara AXIS 2100

En el caso de alarmas técnicas también se pueden realizar acciones correctivas (p.e. si se detecta escape de gas, cortar el suministro).

2.2.4 TELECOMUNICACIONES

Entre las posibilidades de telecomunicación destacaremos:

• Sistemas de comunicación en el interior. • Megafonía, difusión de audio/video, intercomunicadores, etc. • Red de área local doméstica (LAN). • Teleducación, teletrabajo, telecompra. • Sistemas de comunicación con el exterior. Telefonía básica, video-conferencia, e-mail, Internet, TV digital, TV por cable, fax, radio, transferencia de datos (X25, ATM), etc.

• Mensajes de alarma como fugas de gas, agua, etc., y telecontrol del sistema domótico a través de la línea telefónica o conexión a redes de datos (Internet). • Control de instalaciones domóticas mediante mensajes SMS.

Figura 2.7: LAN


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• Domoportero. • Teleasistencia y Telemedicina.

Figura 2.8: Teleasistencia Figura 2.9: Videoconferencia

2.3 PROSPECCIÓN TECNOLÓGICA

El objetivo básico de este capítulo es describir las necesidades de comunicación en la vivienda, determinar los elementos básicos que componen una red doméstica que permite esa comunicación interna y externa en la vivienda y, con ello, dar soporte al uso de un nuevo equipamiento doméstico que permita una mayor funcionalidad de los mismos y la prestación de servicios al hogar. Asimismo, se realizará una valoración de las distintas soluciones que están compitiendo en el mercado mundial.

2.3.1 CONCEPTO DE RED DOMÓTICA

Formalmente, la Red Doméstica se define como un sistema que usa diferentes métodos y equipamientos mejora el estilo de vida en el hogar, haciendo de éste un lugar más cómodo, seguro y eficiente. En la práctica, puede considerarse Red Doméstica cualquier conexión entre dispositivos que intercambien información o recursos.

La Red Doméstica necesita hacer uso de distintas redes físicas así como pasarelas domésticas e interfaces de usuario.

Según la normativa existente en España, ICT (Infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones), las viviendas de nueva construcción deben disponer de dos redes, una de telefonía, a la que están conectados los teléfonos convencionales, y la de distribución de televisión. La normativa ICT exige que se garanticen la provisión de los servicios de telefonía, televisión y telecomunicaciones por cable en las nuevas viviendas.

Sin embargo, la Red Doméstica debe ampliarse para poder ofrecer al usuario una amplia gama de servicios. La Redes Domésticas que amplían la infraestructura básica pueden clasificarse de la siguiente manera:

Red de datos: Es aquella que permite usar una misma red para la distribución de ficheros entre ordenadores, compartir dispositivos y aplicaciones, y hablar por


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teléfono. Esta red permite acceder a Internet desde cualquier estancia del hogar y compartir esta conexión con otros ordenadores simultáneamente.

Red de entretenimiento: Esta red está orientada a la distribución de audio y video en el hogar. Integra los interfaces de usuario (pantallas, altavoces) y los dispositivos de recepción y distribución (decodificadores, Set Top Boxes, etc).

Red domótica: Es aquella que integra los dispositivos y sensores para la automatización y control del hogar.

Los tres tipos de redes comentados, cubren las necesidades actuales del usuario doméstico, en los ámbitos de comunicación, control y automatización, y entretenimiento. Estas subredes pueden estar construidas sobre el mismo soporte físico o en soportes físicos diferentes. La realidad es que no existe ningún soporte físico que sea óptimo en todos los aspectos para todas las subredes presentes en el hogar, por tanto se tendrán distintos soportes físicos según los dispositivos que quieran conectarse y el tipo de información que quiera transmitirse o compartirse. La tendencia actual es utilizar el mismo soporte físico para la red de entretenimiento y datos, y un soporte físico diferente para la red domótica.

2.3.2 PASARELA RESIDENCIAL

2.3.2.1 Concepto de Pasarela Residencial

Con la aparición del concepto de Red Doméstica, aparece también la necesidad de incorporar pasarelas en el ámbito de esta red. El objetivo de las Pasarelas Residenciales es facilitar la convergencia de los tres tipos de redes presentes en el entorno doméstico (control, datos y entretenimiento) y conectarlas con el exterior, dando acceso a las redes de banda ancha (ADSL, Cable, etc).

Figura 2.10: Pasarela Residencial

Físicamente, las Pasarelas Residenciales tienen la forma de un módem de nueva generación y combinan las funciones de un router, de un hub, de un módem con acceso a Internet para varios PCs, de cortafuegos e incluso de servidor de aplicaciones de entretenimiento, como Vídeo/Audio bajo demanda, de comunicaciones, como VoIP o de telecontrol, como los sistemas domóticos tradicionales. Es posible clasificarlas en dos tipos:


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Pasarelas Residenciales de Banda Ancha: orientadas a ofrecer acceso compartido a Internet a los PC’s y dispositivos conectados a la Red doméstica. Presentan entradas para RJ-45 (Ethernet), USB, Wi-Fi (802.11b) o HomePNA. Son idóneas para entornos de teletrabajo o pequeñas oficinas domésticas. Su función es comunicar la Red doméstica con el exterior a través de redes de Banda Ancha como la ADSL o el Cable.

Pasarelas Residenciales Multiservicios: son una evolución de las anteriores. Además de ofrecer acceso a las redes de Banda Ancha a los dispositivos de la red interna, actúan como concentrador de la red domótica, permitiendo que un proveedor externo ofrezca servicios al hogar. Así pues pueden actuar como puerta de enlace con el proveedor para servicios como telecontrol, televigilancia o telemedicina. También pueden actuar como servidor de aplicaciones (servicios) con requisitos de tiempo real (streaming de vídeo en modo Pay-per-View).

La funcionalidad de una Pasarela Residencial puede ser implementada de diversas formas. Basta con un simple PC de sobremesa, algunas tarjetas específicas y una aplicación Sofware (SW) construida para tal fin.

Las Pasarelas Residenciales tendrán interfaces que les permitirán intercambiar información con cualquier equipo, dispositivo o electrodoméstico que tenga conectividad para redes de datos o de control y será programada para distribuir apropiadamente los paquetes entrantes de datos hacia cada equipo dentro de la vivienda. Igualmente empaquetará la información generada por cada uno para distribuirla internamente o enviarla al proveedor de servicios correspondiente.

2.3.2.2 Estandarización: OSGI

Un factor determinante para el éxito de las Pasarelas Residenciales es la estandarización y homogeneización las tecnologías. Con este objetivo nació en 1999 la asociación OSGI, para dotar al mercado de los estándares necesarios para poder ofrecer pasarelas estándar y compatibles.

Figura 2.11: Estandarización y homogeneización de tecnologías

La asociación Open Services Gateway Initiative (OSGI) fue creada con el objetivo de proveer de un foro para el desarrollo de especificaciones abiertas para la provisión de múltiples servicios de redes de banda ancha a redes locales y dispositivos, y de este modo acelerar la demanda de productos y servicios basados en estas especificaciones universales.

Las especificación impulsada por la OSGI es una colección de APIs (Application Protocol Interface) basados en Java que permiten a los proveedores de


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servicios, operadores de telecomunicaciones, fabricantes de dispositivos y fabricantes de electrodomésticos basar sus productos en una especificación estándar y abierta. Esta estrategia habilita a las plataformas domésticas para poder interactuar con servicios ofrecidos a través de la red de telefonía convencional, cable o línea eléctrica.En la siguiente figura se muestra su modelo software:

Figura 2.12: Modelo software de la pasarela Residencial

En la siguiente tabla se muestra un resumen de las principales características de algunas de las pasarelas domésticas disponibles actualmente en el mercado.

NOMBRE FABRICANTE LINK PROTOCOLOS RED

DOMÉSTICA TIPOS DE ACCESO

A INTERNET

CONECTOR 2000 Coactive Networks http://www.coactive.com/

- Línea eléctrica (LonWorks) - TP (Lonworks)

- 10 Base-T Ethernet - Módem integrado 28.8Kbps - Módem integrado 56 Kbps - RS-232 Módem ext

IHG 2005 Cisco Systems http://www.cisco.com/warp/public/779/consumer/

I-LON 1000 Echelon http://www.echelon.com/producs/ilon - TP (LonWorks) - 10 Base-T Ethernet

- RS.232 Módem ext

KX-HGW200 Panasonic http://panasonic.com/consumer_electronics/gate/default.asp

- HomePNA línea telefónica - 10 Base-T Ethernet - Conexión inalámbrica por WhitecapTM Technology

- Cable - ADSL/xDSL

Internet Home Management System Xanboo http://www.xanboo.com

- HomeRF - X-10 - Powerline - 802.11b

- Cable - XDSL

Wireless Cable/DSL Gaterway 3Com http://www.3Com.com - 802.11b - 100 Base-TX

Tabla 2.1: Características de la Pasarelas disponibles en el mercado


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Algunos ejemplos ya operativos de Pasarelas Residenciales se muestran en la siguiente figura:

Figura 2.13: Modelos operativos de Pasarelas Residenciales

2.3.3 SISTEMAS DOMÓTICOS: TECNOLOGÍAS Y PROTOCOLOS

2.3.3.1 Introdución

La aparición de las Redes domésticas ha provocado la aparición de una serie de tecnologías y protocolos, algunas de uso específico de los hogares, y otras heredadas del entorno empresarial.

Aunque existen diferentes tecnologías aplicables a las viviendas, en la práctica no se está imponiendo una que permita interconectar todos los dispositivos de esta o de sus usuarios. Se usa el concepto de isla de tecnología, que interconecta un conjunto reducido de dispositivos. Por ejemplo, el Bluetooth permite conectar teléfonos móviles, agendas PDAs y ordenadores, formando una isla. Por otro lado, en la misma vivienda, se podría usar el USB para conectar con impresoras o escaners, mientras que Ethernet sería usado para el acceso a las comunicaciones del router ADSL. Por lo tanto en una misma vivienda pueden convivir diferentes tecnologías formando las islas respectivas. Todas tienen sus ventajas e inconvenientes y dependerá de los servicios que se quieren disfrutar.

2.3.3.2 Clasificación de los Sistemas Domóticos

De los sistemas domóticos que se ofrecen en el mercado mundial se pueden apreciar configuraciones genéricas y comunes que permiten su clasificación atendiendo a determinados criterios:


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2.3.3.2.1 Tipo de Arquitectura

Especifica el modo en que los diferentes elementos de control del sistema se van a ubicar. Existen dos arquitecturas básicas:

Arquitectura centralizada. Es aquella en la que los elementos a controlar y supervisar (sensores, luces, válvulas, etc) han de cablearse hasta el sistema de control de la vivienda (PC o similar). El sistema de control es el ‘corazón’ de la vivienda y si falla, todo deja de funciona. En este tipo de sistemas, sería conveniente elegir la topología de cableado en la fase de construcción. La ampliación de este tipo de sistemas es complicada y costosa.

Ventajas:

- Equipos más económicos.

Inconvenientes:

- Gran cantidad de cableado. - Centralización de funciones. - Complicados Interfaces Hombre-Máquina. - No se corresponde con la filosofía de sistemas domóticos. - Muchos sistemas son Autómatas programable.

Arquitectura distribuida. Es aquella en la que el elemento de control se sitúa

próximo al elemento a controlar.

Hay sistemas que son de arquitectura distribuida en cuanto a la capacidad de proceso, pero no lo son en cuanto a la ubicación física de los diferentes elementos de control y viceversa, sistemas que son de arquitectura distribuida en cuanto a su capacidad para ubicar elementos de control físicamente distribuidos, pero no en cuanto a los procesos de control, que son ejecutados en uno o varios procesadores físicamente centralizados.

En los sistemas de arquitectura distribuida se deben de tener en cuenta, para poder realizar comparaciones objetivas, los siguientes criterios:

Medio de transmisión de las comunicaciones.

Velocidad de comunicaciones.

Topología de la red.

Protocolo de comunicaciones.

Ventajas:

- Sistemas más robustos frente a fallos. - Fácil diseño de instalaciones. - Gran facilidad de uso.


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- Cumple con todos los requisitos de un sistema domótico.

Inconvenientes:

- Dependiendo del sistema empleado puede tener una mala relación punto controlado – precio.

Figura 2.14: Topologías de los sistemas domóticos

2.3.3.2.2 Medio de Transmisión

Los diferentes elementos de control del sistema domótico, deben intercambiar información unos con otros a través de un soporte físico (par trenzado, línea de potencia o red eléctrica, radio, infrarrojos, etc.).

2.3.3.2.2.1 Líneas de Distribución de Energía Eléctrica

Es una buena alternativa para las comunicaciones domésticas dado el bajo coste que implica su uso, ya que se trata de una instalación existente.

Para aquellos casos en los que las necesidades del sistema no impongan requerimientos muy exigentes en cuanto a la velocidad de transmisión, la línea de distribución de energía eléctrica puede ser suficiente como soporte de dicha transmisión. A continuación se detallan sus principales ventajas e inconvenientes:

- Nulo coste de la instalación. - Facilidad de conexionado. - Poca fiabilidad en la transmisión de los datos. - Baja velocidad de transmisión.


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2.3.3.2.2.2 Soportes Metálicos

En general se pueden distinguir dos tipos de cables metálicos:

Par metálico:

Este tipo de cables pueden transportar:

- Datos. - Voz. - Alimentación de corriente continúa.

Coaxial:

Permite el transporte de las señales de video y señales de datos a alta velocidad. Puede ser utilizado como soporte de transmisión para:

- Señales de teledifusión que provienen de las antenas (red de distribución de las señales de TV y FM).

- Señales procedentes de las redes de TV por cable. - Señales de control y datos a media y baja velocidad.

2.3.3.2.2.3 Fibra Óptica

A continuación se detallan sus ventajas e inconvenientes:

- Fiabilidad en la transferencia de datos. - Inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y de

radiofrecuencias. - Alta seguridad en la transmisión de datos. - Distancia entre los puntos de la instalación limitada, en el entorno

doméstico estos problemas no existen. - Elevado coste de cables y conexiones. - Transferencia de gran cantidad de datos.

2.3.3.2.2.4 Conexión sin Hilos

Infrarrojos:

Los controladores de equipos domésticos basados en la transmisión de ondas en la banda de los infrarrojos tienen las siguientes ventajas:

- Comodidad y flexibilidad. - Admiten gran número de aplicaciones.

Radiofrecuencias:

Este medio de transmisión puede parecer, en principio, idóneo para el control a distancia de los sistemas domóticos, dada la gran flexibilidad que supone su uso. Sin embargo resulta particularmente sensible a las perturbaciones electromagnéticas producidas, tanto por los medios de transmisión, como por los equipos domésticos.


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A continuación se detallan sus ventajas e inconvenientes:

- Alta sensibilidad a las interferencias. - Fácil intervención de las comunicaciones. - Dificultad para la integración de las funciones de control y

comunicación, en su modalidad de transmisión analógica.

2.3.3.2.3 Tecnología

Atendiendo a la necesidad de instalar nuevos cables o no, las tecnologías se pueden clasificar en 3 categorías:

Con nuevos cables: obligan a instalar una infraestructura cableada en las viviendas. Destacan Ethernet (IEEE 802.3), IEEE 1394 (FireWire), USB 2.0 (Universal Serial Bus) o redes de fibra óptica.

Sin nuevos cables: Usan la infraestructura actual de la vivienda. Destacan HomePNA, la cual usa el par telefónico instalado para proporcionar una toma de datos allí donde hay una toma telefónica, y la HomePlug, la cual usa la red de baja tensión de la vivienda para que cada enchufe sea, potencialmente, una toma de red.

Inalámbricas o vía radio: destacan Bluetooth (PAN), HomeRF y las diferentes versiones del estándar IEEE-802.11 (el más conocido es el 802.11b conocido como WiFi). Proporcionan movilidad total en la vivienda pero su ancho de banda está limitado en proporción al coste de las mismas.

Figura 2.15: Tecnologías en las redes domésticas

A continuación se muestra una tabla donde se resumen algunas características de las tecnologías comentadas anteriormente:


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TECNOLOGÍA MEDIO DE TRANSMISIÓN

VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN

DISTANCIA MÁXIMA AL DISPOSITIVO

IEEE 1394 - UTP / FO - 400 Mbps (v.a)

- 3.2 Gbps (v.b) - 4.5 m / 70 m

USB - USB - 12 Mbps (v.1.1) - 480 Mb/s (v.2)

- 5 m

Konnex 1. TP0 2. TP1 3. PL100 4. PL132 5. Ethernet 6. Radio

2. 9600 bps 3. 1200/2400 bps 4. 2.4 Kbps

2. 1000 m 3. 600 m

LonWorks 1. TP 2. Cable eléctrico 3. Radio 4. Coaxial 5. FO

1. 78 Kbps-1.28 Mbps 2. 5.4 Kbps

1. 500 – 2700 m

X10 - Cable eléctrico - 60 bps en EEUU - 50 bps en Europa

- 185 m2

EIB 1. TP 2. Cable eléctrico 3. RF 4. Infrarrojos

1. 9600 bps 2. 1200/2400 bps

1. 1000 m 2. 600 m 3. 300 m

EHS 1. Cable eléctrico 2. TP

1. 2.4 Kbps 2. 48 Bbps

Batibus - TP - 4800 bps - 200 m a 1500 m en función de la sección

Cebus - TP - Cable eléctrico - Radio - Coaxial - Infrarrojos

- 10000 bit/s - En función de las características del medio

DALI - Par de cable - 200 m

SCP - Cable eléctrico - <10 Kbps

Ethernet - UTP /FO - 100 Mbps / 1 Gbps - 100 m / 15 Km

HomePlug - Cable eléctrico - 14 Mbps - 650 m2

HomePNA - Línea telefónica - 10 Mbps - 304.8 m - 929 m2

IEEE 802.11 - Inalámbrico - 54 Mbps (v.a y v.g) - 11 Mbps (v.b)

- 33 m (v.a) - 100 m (v.b)

Bluetooth - Inalámbrico - 1 Mbps (v.1) - 10 Mbps (v.2)

- 10 m (v.1) - 100 m (v.2)

IRDA - Inalámbrico - 9600bps-4 Mbps - 2 m

HomeRF - Inalámbrico - 10 Mbps - 38 m

ZigBee - Inalámbrico - 20 Kbps-250 Kbps - 10 m – 75 m

GSM - Inalámbrico - 9600 bps

Tabla 2.2: Características de las tecnologías de las redes domésticas


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La siguiente tabla da una valoración de las distintas tecnologías utilizadas en el ámbito de las redes domésticas desde distintos criterios: el coste, complejidad de su configuración o la presencia de productos en el mercado:

TECNOLOGÍA PROS CONTRAS

IEEE 1394 - Amplio soporte en los sistemas operativos de última generación. - Gran ancho de banda - Ideal para aplicaciones de vídeo digital. - Peer to peer.

- Necesita un cable por dispositivo. - Cara en relación a sus prestaciones.

USB - Montaje y configuración sencillos. - Ideal para la conexión de todo tipo de dispositivos a un PC o similar. - Tecnología asequible en cuanto a precio.

- Necesita un host que controle la conexión. - Distancia entre dispositivos limitada.

SCP - Coste bajo de implantación. - Ausencia de cableado adicional.

- Velocidad baja. - Tecnología en desarrollo.

Ethernet - Tecnología de red doméstica más rápida. - Sumamente segura. - Fácil mantenimiento tras la instalación.

- La instalación de cableado de la red y dispositivos de red puede resultar costosa. - Configuración y puesta en marcha compleja.

HomePlug - Coste bajo de instalación. - Ausencia de cableado adicional. - Alto ancho de banda.

- Oferta limitada de productos. - Inexistencia de instaladores especializados.

HomePNA - Instalación fácil y económica. - No requiere equipos de red. - Velocidad aceptable.

- Disponibilidad de rosetas. - Velocidad limitada según aplicaciones. - Ruidos.

IEEE 802.11 a - Alto ancho de banda. - Bien protegido contra interferencias.

- Alcance limitado. - Coste. - Incompatible con 802.11 b y g.

IEEE 802.11 b - Alcance y velocidad. - Fácil integración con otras redes. - Soporta gran variedad de servicios.

- Interferencias. - Difícil configuración.

IEEE 802.11 g - Alto ancho de banda. - Compatible con 802.11 b.

- Posibilidad de interferencias por trabajar en una banda muy colapsada. - Poca oferta de productos.

Bluetooth - Inexistencia de cables. - Consumo de corriente bajo. - Posible comunicación activa.

- Configuración y puesta en marcha. - Coste.

IRDA - Tecnología muy extendida. - Fácil implantación y uso.

- Punto de acceso por estancia. - Velocidad baja.

HomeRF - No requiere punto de acceso. - Fácil instalación.

- El Home RF Working Group se disolvió en Enero de 2003.

ZigBee - Bajo consumo de corriente. - Coste.

- Muy baja velocidad. - En fase de lanzamiento.

GSM - Tecnología muy extendida. - Gran cobertura.

- Comunicación puntual. - Coste comunicación.

Tabla 2.3: Valoración de las tecnologías de las redes domésticas

2.3.3.2.4 Protocolo de Comunicaciones

El protocolo de comunicaciones es el formato de los mensajes que los diferentes elementos de control del sistema deben utilizar para entenderse unos con otros y que


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puedan intercambiar su información de una manera coherente. Se puede realizar una primera clasificación atendiendo a su estandarización:

Protocolos estándar: los que son utilizados ampliamente por diferentes empresas de forma que estas fabrican productos que son compatibles entre sí.

Protocolos propietarios: desarrollados por una empresa y solo ella fabrica productos que son capaces de comunicarse entre sí.

En la tabla siguiente se listan algunos de los protocolos utilizados en sistemas domóticos actuales.

Tabla 2.4: Protocolos usados en domótica

2.3.4 INTERFACES DE USUARIO

Los interfaces de usuario permiten al usuario interactuar con el sistema enviando información a los dispositivos de control y mostrando al usuario información sobre el sistema. El formato y las capacidades del interfaz pueden variar ampliamente. Dependiendo del sistema y del tipo de interfaz pueden realizarse distintas consultas o envío de órdenes a los dispositivos de control.

2.3.4.1 Interfaces Clásicos

Por interfaces clásicos se entienden aquellos que permiten dar órdenes directas al sistema, obtener información del sistema, o incluso programar un controlador para que ejecute ciertas funciones automáticamente.

Algunos controladores presentan un interfaz integral de usuario (como el teclado en un ordenador), o es posible interaccionar remotamente con ellos a través de interfaces de usuario con más o menos nivel de inteligencia (a través de teclados de pared o de mano).

Sin embargo, no todos los controladores tienen un interfaz de usuario mediante el cual se pueda acceder a éstos. Muchos equipos simplemente actúan en función a la información que reciben mediante sensores.

Como interfaces clásicos de usuario es posible tener:

• Botones de presión, con o sin pantalla visual. • Mandos a distancia.


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• Paneles táctiles. • Teclados y monitores de ordenadores. • Interfaces telefónicos. • Dispositivos de control que permiten menús en la pantalla del televisor.

Figura 2.17: Pantalla táctil Figura 2.16: Monitor, teclado y mando a distancia

Muchos de los sistemas clásicos de automatización de la vivienda son sistemas híbridos, que usan diversos interfaces de usuario, cada uno orientado a tareas concretas. Del mismo modo, muchos de estos sistemas permiten ejecutar el control y programación desde un ordenador personal, pero el número de funciones que pueden realizarse desde el PC es habitualmente menor que las funciones que permite el interfaz directo del dispositivo de control.

2.3.4.2 Nuevos Tipos de Interfaces de Usuario

Una primera aproximación a los nuevos tipos de interfaces de usuario, puede hacerse tomando como referencia la visión de Microsoft en cuanto a su ubicación y potencial de uso:

1. De pared: TV plasma

2. De escritorio: PC

3. De maletín: Tablet PC s Figura 2.18: PDA

4. De mano: PDA’s, Pocket PCs, SmartPhone

5. De muñeca: Dispositivos para crear PAN (Personal Area Networks)

Figura 2.19: Tablet PC

2.4 SISTEMAS DOMÓTICOS EN EL MERCADO

Desde el punto de vista comercial, los tres sectores más importantes que precisan actualmente de estos sistemas son las casas ya construidas, las casas nuevas y los grandes edificios (hoteles, oficinas, residencias). Cada uno de estos sectores utiliza una tecnología específica, adaptada a las necesidades del usuario final.

En una casa construida, se suelen utilizar sistemas denominados de corrientes portadoras, que tienen como soporte de comunicación la propia red de alimentación de baja tensión (BT) de 220 V, presente en la vivienda. El motivo del empleo de este tipo


Sistema Domótico

de tecnología es el elevado costo, y en muchos casos la imposibilidad, de realizar un nuevo precableado para el sistema domótico. En este caso, los sistemas más adoptados por los instaladores son el sistema europeo CAD de Legrand y el americano X-10 de Home Systems, comercializado en Europa por Niessen.

En una casa nueva, los sistemas centralizados comerciales (SCC) son los más apropiados. Las gamas bajas de SCC se suelen aplicar a nuevas viviendas de tamaño pequeño sin grandes requerimientos. Las gamas altas de SCC se emplean en viviendas de tamaño medio-grande con necesidades más avanzadas. Existe un producto centralizado muy popular entre los instaladores europeos denominado IHC (Innovation House Control), que en España ha sido adoptado por la empresa Simon y lo comercializa bajo el nombre de SimonVIS. Otros sistemas menos populares son: Amigo (Merlín Gerin), Microdelta (Delta Dore), Domoconcept, etc.

Figura 2.20: Sistemas domóticos según el tio de edificio

En el caso de un edificio, teniendo en cuenta la cantidad de cableado necesario, son los sistemas en bus los utilizados. Los más instalados en Europa son el BatiBus de Merlin Gerin y el EIB desarrollado por un consorcio europeo que engloba empresas como Siemens, Niessen, ABB, Legrand, Hager, etc. Existe otro sistema también muy popular en Estados Unidos, el Lonworks de Echelon, pero en Europa está poco introducido. Otros sistemas aplicables en este tipo de instalaciones son CEBus de la EIA, EHS de EHSA, Smart House de la NAHB, etc.

Resumiendo, se puede decir que los sistemas más instalados en la actualidad son los americanos, y de entre ellos: CEBus, X-10, Lonworks y Smart House; A nivel europeo, los sistemas más importantes son: EIB, SimonVIS, Batibus y EHS.

Cabe destacar que los sistemas Batibus, EIB y EHS se han unido formando un consorcio para conseguir la compatibilidad de productos entre ellos. Este proceso que denominan convergencia (Konnex) aún no está totalmente terminado. En él, es el sistema EIB el que lidera la iniciativa y el que parece que prevalecerá sobre los otros. 24 La tabla siguiente resume los principales sistemas domóticos comercializados en el mercado español, destacando su aplicación básica para vivienda existente o de nueva construcción.


Sistema Domótico

APLICACIÓN EN VIVENDA SISTEMA DOMÓTICO EMPRESA

NUEVA CONSTRUCCIÓN EXISTENTE

Amigo Schneider Electric España S.A. X

Biodom Bioingeniería Aragonesa S.A. X

Cardio Domoval Electronic, S.L. X

Domolon Batemat, S.A. (ISDE Ing., S.L.) X

DomoScope Fagor Electrodomésticos S.Coop X

Instabus EIB Siemens, S.A. X

Instabus EIB Foresis, S.A. X

Instabus EIB Guijarro Hermanos, S.A. X

Instabus EIB Jung Electro Ibérica, S.A. X

Simática Siemens, S.A. X

Simón Vis Simón, S.A. X

Simón Vox Simón, S.A. X

Starbox CPL1 Delta Dore Electrónica, S.A. X

Tritón ABB Electrocomponentes S.A. X

Vivimat Plus Dintel, S.A. X

X10 Home Systems, S.A. X

Tabla 2.5: Sistemas domóticos en el mercado

2 introducciÓn a la domÓtica...domótica ha ganado en facilidad de uso e instalación, en...

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